EP1302384A2 - Verfahren zum Herstellen eines Fahrzeuglenkrads - Google Patents

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EP1302384A2
EP1302384A2 EP02022973A EP02022973A EP1302384A2 EP 1302384 A2 EP1302384 A2 EP 1302384A2 EP 02022973 A EP02022973 A EP 02022973A EP 02022973 A EP02022973 A EP 02022973A EP 1302384 A2 EP1302384 A2 EP 1302384A2
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EP
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component
foam
steering wheel
carrier component
soft
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Udo Bieber
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ZF Automotive Safety Systems Germany GmbH
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TRW Automotive Safety Systems GmbH
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    • B29L2031/30—Vehicles, e.g. ships or aircraft, or body parts thereof
    • B29L2031/3047—Steering wheels

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a vehicle steering wheel.
  • Vehicle steering wheels are often designed so that a metallic skeleton, the forms a basic body for the steering wheel rim, spokes and hub, of one or is surrounded by several foamed or sprayed plastic layers.
  • the skeleton ensures the necessary stability of the steering wheel, while the Plastic layers Determine the look and feel of the finished steering wheel. Either to reduce weight and simplify the manufacturing process and thus trying to reduce costs, the skeleton as far as also possible to replace with plastic components.
  • the steering wheel rim is made entirely of a fiber-reinforced plastic.
  • the present invention proposes a method for producing a Vehicle steering wheel before, while maintaining the advantage of using one stable carrier component, the manufacturing costs compared to the known Procedures can be reduced.
  • the central carrier component is preferably on all sides of the soft Surrounded component for a high grip comfort at every point of the To ensure the steering wheel.
  • the central carrier component can be a rigid foam or a fiber-reinforced one Be foam, known materials such as e.g. fiberglass or kevlar reinforced Foams can be used, as in the DE 299 01 404 U1 are described.
  • At least the steering wheel rim is advantageous exclusively from the carrier component and to form the soft component. It is possible, even that Manufacture spokes in this way.
  • the steering wheel skeleton can so on Minimum be reduced.
  • a nozzle for Introducing the components used in the lower part which are central Outlet for the support component and a surrounding the central outlet Has ring outlet for the soft component.
  • a bottom layer made of soft Component material are introduced, then in a medium Section of the bottom component, the carrier component are applied and finally the soft component material is applied to this again be so that the carrier component is surrounded by the soft component.
  • the manufacturing process has been completed Carrier component completely surrounded by the soft component.
  • the nozzle In this case, no complex is required to introduce the components Layout.
  • the same nozzle for introducing the Carrier component as provided for introducing the soft component or two different nozzles can be used.
  • the nozzle is preferably guided by a robot. Under This also makes it easier to process different steering wheel geometries adapt.
  • the method according to the invention for producing a vehicle steering wheel 1, with a steering wheel rim 1a, a hub 1b and spokes 1c uses one two-part foam mold 10, the lower part 12 is shown in more detail in Figure 1.
  • the associated upper part 14 is shown schematically in Figure 2a.
  • the foam shape 10 forms a negative form of a steering wheel with sections for the Steering wheel rim, spokes connecting the hub and hub and steering wheel rim.
  • the bead 18 is a closed ring placed in the steering wheel rim portion of the foam mold.
  • a metal skeleton would then inserted into the recess for the spokes and the hub and through a soft foam component B are foamed.
  • the caterpillar 18 is also in the recess in the foam mold 10 placed the spoke section and possibly also the hub section forms.
  • the lower part 12 is not yet through the introduction of the caterpillar 18 Upper part 14 closed.
  • the caterpillar 18 is in the Foam mold 10 enclosed by the foam mold 10 with the upper part 14 is closed ( Figure 2a).
  • the bead 18 is then heated the foam mold 10 heated.
  • components A, B expand and fill the inside of the foam mold 10 so that the steering wheel is gets its final shape.
  • the foam mold 10 is opened and the steering wheel is removed.
  • Component A is preferably a rigid foam or a fiber-reinforced one Foam, e.g. Glass fibers or Kevlar fibers evenly distributed in the foam contains. After curing, component A forms the so-called Carrier component, the core of the steering wheel and replaced a conventional one Partial or complete metal skeleton.
  • Component B exists preferably made of a soft foam. This also as soft Component B layer determines the feel of the steering wheel.
  • both Components A, B are simultaneously introduced into the lower part 12.
  • This will be a Nozzle 16 'used (Figs. 2a, 2b), which has a central outlet 20 for the Component A and a ring outlet 22 surrounding the central outlet 20 for has component B.
  • Component A is in foam blank 18 completely surrounded by component B.
  • FIGS. 3a and 3b show a second variant of the invention Procedure illustrated.
  • the two components A, B introduced into the lower part 12 in layers.
  • a nozzle 16 can be used, in which the two components A, B can be introduced side by side, but it can also a simple nozzle 16, as shown in Figure 1, are used, in which all Components flow through the same nozzle.
  • a layer of soft component B is placed on the bottom of the Lower part 12 applied.
  • one of the Component A existing layer on the already in the foam form located layer of component B applied that this layer to the Edges is not completely covered.
  • another layer of the Component B applied which is filled into the lower part 12 that the Component A is enclosed on all sides by soft component B.
  • an upper part 14 is placed on the lower part 12 put on and the foam mold 10 heated.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Fahrzeugslenkrads mit den folgenden Schritten: Eine Schäumform (10) mit einem Ober- und einem Unterteil (12, 14) wird verwendet. In das nicht durch das Oberteil (14) verschlossene Unterteil (12) werden zwei verschiedene Schaumstoffkomponenten (A, B) eingespritzt, nämlich eine zentrale Trägerkomponente (A) sowie eine diese umgebende, weiche Komponente (B). Die Schäumform (10) wird durch Verschließen des Unterteils (12) mittels des Oberteils (14) verschlossen und die Schäumform (10) wird beheizt. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Fahrzeuglenkrads.
Fahrzeuglenkräder sind häufig so aufgebaut, daß ein metallisches Skelett, das einen Grundkörper für Lenkradkranz, Speichen und Nabe bildet, von einer oder mehreren geschäumten oder gespritzten Kunststoffschichten umgeben ist. Das Skelett sorgt dabei für die notwendige Stabilität des Lenkrads, während die Kunststoffschichten Optik und Haptik des fertigen Lenkrads bestimmen. Sowohl zur Reduzierung des Gewichts als auch zur Vereinfachung des Herstellungsprozesses und damit zur Kostenverringerung wird versucht, das Skelett soweit wie möglich ebenfalls durch Kunststoffkomponenten zu ersetzen. In der DE 299 01 404 U1 ist z.B. ein Lenkrad beschrieben, dessen Lenkradkranz vollständig aus einem faserverstärkten Kunststoff gebildet ist. Während bei diesem Lenkrad eine deutliche Gewichtsreduzierung bei gleichzeitig hervorragender Stabilität erreicht wird, besteht dennoch ein Problem darin, daß der Lenkradkranz nachträglich bearbeitet werden muß, um sicherzustellen, daß keine Verstärkungsfasern über dessen Oberfläche hervorstehen, was den Griffkomfort nachteilig beeinflussen würde.
Die vorliegende Erfindung schlägt ein Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeuglenkrads vor, bei dem unter Beibehalt des Vorteils des Verwendens einer stabilen Trägerkomponente die Herstellungskosten gegenüber dem bekannten Verfahren gesenkt werden können.
Dies wird dadurch erreicht, daß zur Herstellung eines Fahrzeuglenkrads eine Schäumform mit einem Ober- und einem Unterteil verwendet wird, wobei in das nicht durch das Oberteil verschlossene Unterteil zwei verschiedene Schaumstoffkomponenten eingespritzt werden, nämlich eine zentrale Trägerkomponente sowie eine diese umgebende, weiche Komponente, die Schäumform durch Verschließen des Unterteils mittels des Oberteils verschlossen und die Schäumform beheizt wird. Auf diese Weise können in einem Herstellungsschritt sowohl die tragende Komponente des Lenkrades als auch eine diese umgebende, einen hohen Griffkomfort bietende Komponente hergestellt werden. Das Einbringen der verschiedenen Komponenten ist durch die offene Schäumform erleichtert. Das Aufschäumen, bei dem die Kunststoffschichten des Lenkrads ihre endgültige Form annehmen, erfolgt erst nach Verschließen der Form durch die zugefügte Wärme. Indem die zentrale Trägerkomponente von der weichen Komponente umgeben ist, entfällt die Nachbearbeitung der Oberfläche der Trägerkomponente. Zudem wird die üblicherweise harte Trägerkomponente durch eine haptisch angenehmere weiche Komponente abgedeckt.
Vorzugsweise ist die zentrale Trägerkomponente allseitig von der weichen Komponente umgeben, um einen hohen Griffkomfort an jeder Stelle des Lenkrades zu gewährleisten.
Die zentrale Trägerkomponente kann ein Hartschaum oder ein faserverstärkter Schaum sein, wobei bekannte Materialien wie z.B. glasfaser- oder kevlarverstärkte Schaumstoffe zum Einsatz kommen können, wie sie in der DE 299 01 404 U1 beschrieben sind.
Vorteilhaft wird zumindest der Lenkradkranz ausschließlich aus der Trägerkomponente und der weichen Komponente zu bilden. Es ist möglich, auch die Speichen auf diese Weise herzustellen. Das Lenkradskelett kann so auf ein Minimum reduziert werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine Düse zum Einbringen der Komponenten in das Unterteil verwendet, die einen zentralen Auslaß für die Trägerkomponente und einen den zentralen Auslaß umgebenden Ringauslaß für die weiche Komponente hat. Bei Verwendung einer derartigen Düse werden beide Komponenten in ihrer gewünschten Anordnung gleichzeitig in die Schäumform eingebracht, so daß die Herstellungszeit minimal gehalten werden kann.
Alternativ kann in das Unterteil zuerst eine Bodenschicht aus weichem Komponentenmaterial eingebracht werden, anschließend in einem mittleren Abschnitt der Bodenkomponente die Trägerkomponente aufgebracht werden und schließlich auf diese erneut das weiche Komponentenmaterial aufgebracht werden, so daß die Trägerkomponente von der weichen Komponente umgeben ist. Auch in diesem Fall ist nach Abschluß des Herstellungsverfahrens die Trägerkomponente vollständig von der weichen Komponente umgeben. Die Düse zum Einbringen der Komponenten benötigt in diesem Fall keine aufwendige Gestaltung.
Bei dieser Form des Verfahrens kann die gleiche Düse zum Einbringen der Trägerkomponente wie zum Einbringen der weichen Komponente vorgesehen sein, oder es können zwei verschiedene Düsen verwendet werden.
Die Führung der Düse erfolgt vorzugsweise durch einen Roboter. Unter anderem wird hierdurch erleichtert, das Verfahren an verschiedene Lenkradgeometrien anzupassen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele hervor, die anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert sind. In den Zeichnungen zeigen:
  • Figur 1 eine schematische Draufsicht auf ein Unterteil einer Schäumform zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
  • Figur 2a einen Schnitt entlang der Linie A-A aus Figur 1 durch die Schäumform mit einem Rohling gemäß einer ersten Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
  • Figur 2b eine Düse zur Durchführung des in Figur 2a illustrierten Verfahrens;
  • Figur 3 a einen Schnitt entlang des Linie A-A aus Figur 1 durch die Schäumform mit einem Rohling gemäß einer zweiten Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
  • Figur 3b eine Düse zur Durchführung des in Figur 3a illustrierten Verfahrens; und
  • Figur 4 schematisch ein Lenkrad.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeuglenkrads 1, mit einem Lenkradkranz 1a, einer Nabe 1b und Speichen 1c, verwendet eine zweiteilige Schäumform 10, deren Unterteil 12 in Figur 1 näher gezeigt ist. Das dazugehörige Oberteil 14 ist schematisch in Figur 2a dargestellt. Die Schäumform 10 bildet eine Negativform eines Lenkrades mit Abschnitten für den Lenkradkranz, die Nabe und Nabe und Lenkradkranz verbindende Speichen.
In das Unterteil 12 wird eine aus zwei Schaumstoffkomponenten A, B bestehende Raupe 18 mittels einer von einem nicht dargestellten Roboter geführten Düse 16 eingebracht. Wenn nur der Lenkradkranz aus dem geschäumten Werkstoff bestehen soll, wird die Raupe 18 als geschlossener Ring in den Lenkradkranzabschnitt der Schäumform gelegt. Ein Metallskelett würde dann in die Ausnehmung für die Speichen und die Nabe eingelegt und durch eine weiche Schaumstoffkomponente B umschäumt werden. Soll jedoch auch die Speiche und zumindest ein Teil der Nabe aus dem geschäumten Material bestehen, wird die Raupe 18 auch in die Ausnehmung in der Schäumform 10 gelegt, die den Speichenabschnitt und gegebenenfalls auch den Nabenabschnitt bildet. Das Unterteil 12 ist beim Einbringen der Raupe 18 noch nicht durch das Oberteil 14 verschlossen. Nach dem Befüllen wird die Raupe 18 in der Schäumform 10 eingeschlossen, indem die Schäumform 10 mit dem Oberteil 14 verschlossen wird (Figur 2a). Anschließend wird die Raupe 18 durch Beheizen der Schäumform 10 erhitzt. In diesem Schritt dehnen sich die Komponenten A, B aus und füllen das Innere der Schäumform 10 aus, so daß das Lenkrad seine endgültige Gestalt erhält. Nach dem Aushärten der Schaumstoffkomponenten A, B wird die Schäumform 10 geöffnet und das Lenkrad entnommen.
Bevorzugt ist die Komponente A ein Hartschaum oder ein faserverstärkter Schaum, der z.B. gleichmäßig im Schaum verteilte Glasfasern oder Kevlarfasern enthält. Nach dem Aushärten bildet die Komponente A, die sogenannte Trägerkomponente, den Kern des Lenkrads und ersetzt ein herkömmliches Metallskelett teilweise oder vollständig. Die Komponente B hingegen besteht bevorzugt aus einem weichen Schaumstoff. Diese im weiteren auch als weiche Komponente B bezeichnete Schicht bestimmt die Haptik des Lenkrads. Hier kommen bevorzugt Materialien zum Einsatz, die gewöhnlich zum Umschäumen von Lenkrädern eingesetzt werden und die keine weitere Nachbearbeitung erfordern. Selbstverständlich kann das Lenkrad nach dem Schäumprozeß aber auch einer weiteren herkömmlichen Veredelung der Oberfläche unterzogen werden. Ebenso ist das Verfahren nicht auf die Verwendung von nur zwei Schaumstoffkomponenten beschränkt. Wird ein Skelett verwendet, z.B. zur Gestaltung der Nabe 1b, wird dieses bevorzugt vor oder während des Einfüllens der Schaumstoffkomponenten A, B in das Unterteil 12 eingebracht, so daß das Skelett beim Aufschäumen in die entstehenden Schaumstoffschichten eingebettet wird.
In einer ersten Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden beide Komponenten A, B gleichzeitig in das Unterteil 12 eingebracht. Dazu wird eine Düse 16' verwendet (Fign. 2a, 2b), die einen zentralen Auslaß 20 für die Komponente A und einen den zentralen Auslaß 20 umgebenden Ringauslaß 22 für die Komponente B aufweist. Im Schaumstoffrohling 18 ist die Komponente A vollständig von der Komponente B umgeben.
In den Figuren 3a und 3b ist eine zweite Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. In diesem Fall werden die beiden Komponenten A, B schichtweise nacheinander in das Unterteil 12 eingebracht. Zu diesem Zweck kann, wie in Figur 3b dargestellt, eine Düse 16" verwendet werden, bei der die beiden Komponenten A, B nebeneinander herangeführt werden, es kann aber auch eine einfache Düse 16, wie in Figur 1 gezeigt, eingesetzt werden, bei der alle Komponenten durch die gleiche Düse fließen.
Zunächst wird eine Schicht aus der weichen Komponente B auf den Boden des Unterteils 12 aufgetragen. In einem nächsten Schritt wird eine aus der Komponente A bestehende Schicht so auf die bereits in der Schäumform befindliche Schicht aus Komponente B aufgebracht, daß diese Schicht an den Rändern nicht vollständig bedeckt ist. Zuletzt wird wieder eine Schicht der Komponente B aufgebracht, die so in das Unterteil 12 eingefüllt wird, daß die Komponente A allseits von der weichen Komponente B umschlossen ist. Anschließend wird, wie oben beschrieben, ein Oberteil 14 auf das Unterteil 12 aufgesetzt und die Schäumform 10 beheizt.
In jedem Fall werden sämtliche Schaumstoffkomponenten des Lenkrads in die Schäumform 10 eingebracht, bevor diese verschlossen wird und der eigentliche Schäumprozeß stattfindet.

Claims (6)

  1. Verfahren zum Herstellen eines Fahrzeuglenkrads, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
    eine Schäumform (10) mit einem Ober- und einem Unterteil (14, 12) wird verwendet,
    in das nicht durch das Oberteil (14) verschlossene Unterteil (12) werden zwei verschiedene Schaumstoffkomponenten (A, B) eingespritzt, nämlich eine zentrale Trägerkomponente (A) sowie eine diese umgebende, weiche Komponente (B),
    die Schäumform (10) wird durch Verschließen des Unterteils (12) mittels des Oberteils (14) verschlossen und
    die Schäumform (10) wird beheizt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Trägerkomponente (A) allseitig von der weichen Komponente (B) umgeben ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Trägerkomponente (A) ein Hartschaum oder ein faserverstärkter Schaum ist.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens der Lenkradkranz (1a) ausschließlich durch die Trägerkomponente (A) um die weiche Komponente (B) gebildet ist.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Düse (16; 16'; 16") zum Einbringen der Komponenten (A, B) in das Unterteil (12) verwendet wird, die einen zentralen Auslaß (20) für die Trägerkomponente (A) und einen den zentralen Auslaß (20) umgebenden Ringauslaß (22) für die weiche Komponente (B) hat.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in das Unterteil (12) zuerst eine Bodenschicht aus weichem Komponentenmaterial (B) eingebracht wird,
       anschließend in einen mittleren Abschnitt der Bodenschicht die Trägerkomponente (A) aufgebracht wird und schließlich
       auf diese erneut das weiche Komponentenmaterial (B) aufgebracht wird, so daß die Trägerkomponente (A) von der weichen Komponente (B) umgeben ist.
EP02022973A 2001-10-15 2002-10-14 Verfahren zum Herstellen eines Fahrzeuglenkrads Withdrawn EP1302384A3 (de)

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